宇宙世纪0083年，一年战争终结后的第三年，地球联邦军启动“高达开发计划”，成功制造出RX-78GP01与RX-78GP02A两台试作机。为进行性能测试，两机被移送至澳大利亚托林顿基地，然而吉翁残党“迪拉兹舰队”发动突袭，强行夺走搭载核武器的GP02A。联邦军测试驾驶员科·乌拉基在混乱中紧急登上GP01，孤身追击敌军。然而，这场看似简单的夺回作战，背后却隐藏着吉翁残党酝酿已久的“星尘计划”——企图以核弹与殖民卫星坠落，再次重创地球联邦。科在追击中遭遇强敌阿纳贝尔·卡托，两人因理念与信念的碰撞展开多次死斗。随着战局扩大，联邦军内部的政治斗争、背叛与牺牲接连浮现，科逐渐意识到自己不过是被卷入巨大阴谋中的棋子。最终，星尘计划以殖民卫星坠落地球为代价宣告终结，但科也在战斗中失去挚友与爱人，并在混乱的战后被烙上“罪人”的烙印。本作以写实机械设定与悲壮剧情，深刻描绘了战争的无情与个人命运的无奈，成为高达系列中极具代表性的外传篇章。